Tensile strength of spruce glulam

Abstract

Comparative tests on spruce glulam members subject to tension and bending, respectively, were numerically simulated to determine the tensile-to-bending-strength ratio. Nine different grading methods were applied to cover a wide strength range. They are based on visual inspection and mechanical determination of density and MOE. The simulated tensile and bending strength values result in an almost constant tensile-to-bending-strength ratio of 0.88. The ratio is valid for fifth percentile values and for standardized tests with prescribed member sizes. It is independent of the grading method used. In addition the size effect in glulam tension members was numerically studied. The results show a strong dependence of the glulam tensile strength upon the length subject to tension in case of short members. The dependence slowly wears off in case of long members. The tensile strength for members 150 mm in length is 140 percent of the reference value. The limit strength for a quasi-infinite length is about 80 percent.

Zusammenfassung

Vergleichende Versuche an Fichten-Brettschichtholz unter Zug- bzw. Biegebeanspruchung wurden numerisch simuliert, um das Verhältnis zwischen der Zug- und Biegefestigkeit genauer zu bestimmen. Zur Berücksichtigung eines weiten Festigkeitsspektrums wurden neun unterschiedliche Sortierverfahren angewendet, die auf visuellen Kriterien und den maschinellen Sortierparametern Rohdichte und Elastizitätsmodul beruhen. Die simulierten Festigkeitswerte führen auf ein nahezu konstantes, vom Sortierverfahren unabhängiges Verhältnis von 0,88 zwischen charakteristischer Zug- und charakteristischer Biegefestigkeit. Dieses Verhältnis gilt für genormte Zug- und Biegeprüfungen mit entsprechenden Prüfkörpermaßen. Darüber hinaus wurde der Volumeneffekt in Zug beanspruchten Brettschichtholz-Bauteilen numerisch untersucht. Die Ergebnisse zeigen eine starke Abhängigkeit der Zugfestigkeit von der Bauteillänge im Falle von kurzen Bauteilen, wohingegen sich bei großen Bauteillängen diese Abhängigkeit allmählich verliert. Die Zugfestigkeit von 150 mm langen Zugbauteilen beträgt 140 Prozent und von gewissermaßen unendlich langen Bauteilen etwa 80 Prozent des charakteristischen Referenzwertes der Zugfestigkeit.